CN111766282B - 一种基于尖晶石型锌铁氧体的竞争型光电化学免疫传感器的制备方法及应用 - Google Patents

一种基于尖晶石型锌铁氧体的竞争型光电化学免疫传感器的制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于尖晶石型锌铁氧体的竞争型光电化学免疫传感器的制备方法及应用，属于新型功能材料与生物传感检测技术领域；本发明以尖晶石型锌铁氧体为基底材料以可见光做光源来获得光电流；基底材料的三种组分能带匹配良好，大大提高光电转换效率，从而获得大的输出信号；将固定量的示踪剂与不同浓度水平的分析物同时与抗体孵育，根据质量作用定律，示踪剂的结合量是标记和未标记抗原的总浓度的函数，随着分析物浓度的增加，较少的示踪剂可以与抗体结合，这将减少电极上标记的阻碍作用，从而导致测量信号的上升，因此，信号越大，样品中的分析物就越多；该传感器可检测信号与样品中分析物浓度成正比，且对目标物表现出了高的灵敏度，宽的检测范围以及低的检出限，能够实现人体血清中PCT的快速灵敏测定，对临床上患者感染类型的判断有着较大的应用价值。

Description

一种基于尖晶石型锌铁氧体的竞争型光电化学免疫传感器的 制备方法及应用
技术领域
本发明涉及基于尖晶石型锌铁氧体的光电化学免疫传感器的制备方法及应用，具体是采用尖晶石型锌铁氧体作为基底材料制备了一种灵敏检测PCT的竞争型光电化学免疫传感器，属于新型功能材料与生物传感检测技术领域。
背景技术
光电化学（PEC）免疫传感器的光电转换过程是通过光电活性材料实现的，材料在光的激发下，电子从价带跃迁到导带，而产生电子-空穴对，电子与空穴的分离产生光电压，在外部电路形成光电流，使光信号转换为电信号；基于此原理，寻求具有高转换性能、高稳定性、无毒的光电活性材料用于构建光电化学传感器至关重要；目前研究最多的TiO2因禁带较宽，仅能对只占太阳光总能量4%的紫外光（<400 nm）响应，发展可见光响应光电材料是实现高效光电转换的最重要途径之一；
尖晶石型铁氧体磁性纳米材料因其带有表面电荷和含有变价元素所以具有良好的表面吸附和氧化还原等化学活性，多用于通信技术、锂电池、微波吸收剂、催化材料和医药应用等领域；尖晶石结构的锌铁氧体种类繁多，禁带宽度在1.6-1.9 eV之间，能带宽度相对较窄，能对可见光响应；ZnO、Au NPs的引入形成匹配的三能级结构，以及材料表面的等离子共振效应都进一步增强对可见光的吸收，提高对光的利用率，增强光电信号的激发；
在PEC免疫传感器制备过程中，由于空间位阻，电子的转移受到了阻碍。因此，大多数PEC免疫传感器属于信号衰减型；二氧化硅（SiO2）纳米颗粒因其具有表面积大、生物相容性好、稳定性高、成本低、导电性差且易修饰等优点，可作为连接PCT进行信号放大的良好信号标签；而银纳米粒子（Ag NPs）与抗体之间的Ag-NH2键可以有效增加复合材料表面Ab2分子的数量；为了将SiO2与Ag NPs连接起来，利用具有良好的生物相容性和弱还原能力的多巴胺(PDA)在SiO2表面形成涂层，Ag NPs可以在PDA表面原位形成，得到SiO2/PDA-Ag NPs；
通过标记与未标记抗原竞争性的与抗体的特异性结合，不同水平的SiO2/PDA-Ag-PCT在电极上固定，使光电流明显变化；所提出的竞争型PEC免疫传感器具有超高的灵敏度、良好的重现性和可接受的特异性。
发明内容
本发明的目的之一是通过水热法及煅烧法得到性能优越的锌铁氧体双壳异质结构，并通过修饰进一步优化光电转换活性；
本发明的目的之二是以尖晶石型锌铁氧体为基底制备出一种灵敏度高、特异性强、检测速度快的竞争型光电化学免疫传感器，实现可见光条件下对PCT的超灵敏检测。
本发明的技术方案如下：
1. 一种基于尖晶石型锌铁氧体的竞争型光电化学免疫传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将ITO导电玻璃切割成2.5×1.0 cm2，依次用去污粉、丙酮、乙醇和超纯水超声清洗0.5 h，氮气下吹干；
2）取6 µL、1 ~ 6 mg/mL的双壳异质结构的尖晶石型锌铁氧体@氧化锌（ZnFe2O4@ZnO）溶液滴加到ITO导电玻璃的导电面，室温下晾干；
3）将步骤2）得到的电极在浓度为1% ~ 5%的氯金酸溶液中以-0.2 V电镀30 s，在电极表面沉积金纳米粒子（Au NPs）；
4）在修饰电极表面滴加浓度为1 µg/mL的降钙素原PCT抗体溶液，4 oC下孵化1 h后超纯水清洗，自然晾至湿润薄膜状态；
5）滴加6 µL、质量分数为1% ~ 3%的牛血清白蛋白溶液于修饰电极表面，0.5 h后用超纯水冲洗电极表面，4 oC冰箱中晾至湿润薄膜状态；
6）滴加6 µL混合了不同浓度未标记PCT与固定浓度的二氧化硅/聚多巴胺-银纳米微粒缀连PCT（SiO2/PDA-Ag NPs-PCT）的标准溶液，4 ℃恒温孵化4 h后超纯水冲洗电极表面制得工作电极。
浓度为1 μg/mL的PCT抗体溶液为从南京金斯瑞生物科技有限公司购得的1 mg/mL的PCT抗体溶液用磷酸盐缓冲液稀释得到。
SiO2/PDA-Ag NPs-PCT的标准溶液为，将3 ~ 6 mg SiO2/PDA-Ag NPs溶入1 mL pH= 7.4的 PBS中，然后加入从南京金斯瑞生物科技有限公司购得的1 mg/mL的PCT标准溶液，并用磷酸盐缓冲液稀释。
磷酸盐缓冲液为用0.1 mol/L的磷酸氢二钠溶液与0.1 mol/L的磷酸二氢钾混合制得，并且调制其酸碱度为7.4。
SiO2/PDA-Ag NPs为将1 wt% ~ 5 wt%的氨水逐渐加入到10 mg/mL AgNO3溶液中，得到银氨溶液作为Ag NPs前驱液后；将50 mg ~ 80 mg SiO2/PDA粉末溶解于40 mL以上的前驱液中，室温下黑暗中连续搅拌所得。
SiO2/PDA粉末为二氧化硅与盐酸多巴胺按1:1比例溶解在10 mM、pH = 8.5的三羟甲基氨基甲烷中，在常温下搅拌过夜后，离心分离，并用超纯水和无水乙醇洗涤，然后在真空中于35oC干燥所制得。
ZnFe2O4@ZnO溶液制备步骤如下：
室温下将1 ~ 5 mmol醋酸锌二水合物(Zn(CH3COO)2·2H2O)和0.1 ~ 1 mmol的柠檬酸三钠二水合物(Na3C6H5O7·2H2O)加入200 ml去离子水中；然后向上述溶液中加入1 ~ 9mL氨水(水中NH3含量为30%)；充分混合后，透明溶液转移到三口烧瓶中，60~100oC加热40分钟；反应结束后，收集白色产物，离心洗涤几次，在60oC真空干燥制得ZnO中空微球；
将40 ~ 60 mg已合成的ZnO分散到47 mL的去离子水中超声溶解,然后加入3 mL的0.1 ~ 0.5 M FeSO4溶液搅拌5分钟后, 离心收集悬浮液，用乙醇和去离子水清洗几次60oC真空干燥；最后，500 ~ 600oC煅烧3小时得到ZnFe2O4@ZnO双层异质结构；研磨粉末配置成浓度为1 ~ 6 mg/mL的水溶液。
8. 如权利要求1所述的制备方法制备的一种基于尖晶石型锌铁氧体的竞争型光电化学免疫传感器，用于PCT的检测，其特征在于，检测步骤如下：
1）使用电化学工作站以三电极体系进行测试，饱和甘汞电极为参比电极，铂丝电极为辅助电极，修饰的ITO电极为工作电极，在15 mL、pH 为5.0 ~ 8.5的溶有浓度为0.05 ~0.25 mol/L的抗坏血酸的磷酸盐缓冲溶液中进行测试；
2）用时间-电流法对PCT标准溶液进行检测，设置电压为0 V，运行时间120 s，光源波长为400 ~ 500 nm；
3）电极放置好之后，每隔20 s开灯持续照射20 s，记录光电流，绘制工作曲线；
4）用待测的PCT样品溶液代替PCT标准溶液进行检测。
本发明的有益成果
1. 本发明首次应用尖晶石型ZnFe2O4材料构建PEC传感模型，通过ZnO的复合解决了材料单独使用时光电转换效率低的问题，并通过引入Au NPs进一步放大材料对可见光的响应，该复合材料在光电转换方面应用潜力巨大；
2. 本发明制备的竞争型光电化学免疫传感器，用于PCT的检测，响应时间短，检测限低，线性范围宽，稳定性好，可以实现简单、快速、高灵敏和特异性检测，为PCT的早期临床检测提供了一种全新的分析方法。
具体实施方案
实施例1 一种基于尖晶石型锌铁氧体的竞争型光电化学免疫传感器的制备方法：
1）将ITO导电玻璃切割成2.5×1.0 cm2，依次用去污粉、丙酮、乙醇和超纯水超声清洗0.5 h，氮气下吹干；
2）取6 µL、1 mg/mL的ZnFe2O4/ZnO溶液滴加到ITO导电玻璃的导电面，室温下晾干；
3）将以上修饰的电极在浓度为2%的氯金酸溶液中以-0.2 V电镀30 s，在电极表面沉积金膜；
4）在修饰电极表面滴加1 μg/mL的PCT抗原溶液，4 oC下孵化1 h后超纯水清洗，自然晾至湿润薄膜状态；
5）滴加6 µL、质量分数为1%的牛血清白蛋白溶液于修饰电极表面，0.5 h后用超纯水冲洗电极表面，4 oC冰箱中晾至湿润薄膜状态；
6）滴加6 µL混合了不同浓度未标记PCT与固定浓度SiO2/PDA-Ag NPs-PCT的标准溶液，4oC恒温孵化4 h后超纯水冲洗电极表面制得工作电极。
实施例2 一种基于尖晶石型锌铁氧体的竞争型光电化学免疫传感器的制备方法：
1）将ITO导电玻璃切割成2.5×1.0 cm2，依次用去污粉、丙酮、乙醇和超纯水超声清洗0.5 h，氮气下吹干；
2）取6 µL、3 mg/mL的ZnFe2O4/ZnO溶液滴加到ITO导电玻璃的导电面，室温下晾干；
3）将以上修饰的电极在浓度为1%的氯金酸溶液中以-0.2 V电镀30 s，在电极表面沉积金膜；
4）在修饰电极表面滴加1 μg/mL的PCT抗原溶液，4 oC下孵化1 h后超纯水清洗，自然晾至湿润薄膜状态；
5）滴加6 µL、质量分数为2%的牛血清白蛋白溶液于修饰电极表面，0.5 h后用超纯水冲洗电极表面，4oC冰箱中晾至湿润薄膜状态；
6）滴加6 µL混合了不同浓度未标记PCT与固定浓度SiO2/PDA-Ag NPs-PCT的标准溶液，4oC恒温孵化4 h后超纯水冲洗电极表面制得工作电极。
实施例3 一种基于尖晶石型锌铁氧体的竞争型光电化学免疫传感器的制备方法：
1）将ITO导电玻璃切割成2.5×1.0 cm2，依次用去污粉、丙酮、乙醇和超纯水超声清洗0.5 h，氮气下吹干；
2）取6 µL、6 mg/mL的ZnFe2O4/ZnO溶液滴加到ITO导电玻璃的导电面，室温下晾干；
3）将以上修饰的电极在浓度为5%的氯金酸溶液中以-0.2 V电镀30 s，在电极表面沉积金膜；
4）在修饰电极表面滴加1 μg/mL的PCT抗体溶液，4oC下孵化1 h后超纯水清洗，自然晾至湿润薄膜状态；
5）滴加6 µL、质量分数为3%的牛血清白蛋白溶液于修饰电极表面，0.5 h后用超纯水冲洗电极表面，4oC冰箱中晾至湿润薄膜状态；
6）滴加6 µL混合了不同浓度未标记PCT与固定浓度SiO2/PDA-Ag NPs-PCT的标准溶液，4oC恒温孵化4 h后超纯水冲洗电极表面制得工作电极。
实施例4 ZnFe2O4/ZnO复合材料的制备：
室温下将1 mmol醋酸锌二水合物 (Zn(CH3COO)2·2H2O) 和0.5 mmol的柠檬酸三钠二水合物 (Na3C6H5O7·2H2O) 加入200 ml去离子水中；然后向上述溶液中加入5 ml氨水(水中NH3含量为30%)；充分混合后，透明溶液转移到三口烧瓶中，80oC加热40分钟；反应结束后，收集白色产物，离心洗涤几次，在60oC真空干燥制得ZnO中空微球；
将40 mg已合成的ZnO分散到47 ml的去离子水中超声溶解,然后加入3 mL的FeSO4溶液 (0.3 M) 搅拌5分钟后, 离心收集悬浮液，用乙醇和去离子水清洗几次60 oC真空干燥；最后500 oC煅烧3小时得到ZnFe2O4/ZnO双层异质结构；研磨粉末配置成浓度为1 mg/mL的水溶液。
实施例5 ZnFe2O4/ZnO复合材料的制备：
室温下将3 mmol醋酸锌二水合物 (Zn(CH3COO)2·2H2O) 和0.9 mmol的柠檬酸三钠二水合物 (Na3C6H5O7·2H2O) 加入200 ml去离子水中；然后向上述溶液中加入8 ml氨水(水中NH3含量为30%)；充分混合后，透明溶液转移到三口烧瓶中，100oC加热40分钟；反应结束后，收集白色产物，离心洗涤几次，在60oC真空干燥制得ZnO中空微球；
将50 mg已合成的ZnO分散到47 ml的去离子水中超声溶解,然后加入3 mL的FeSO4溶液 (0.5 M) 搅拌5分钟后, 离心收集悬浮液，用乙醇和去离子水清洗几次60 oC真空干燥；最后550 oC煅烧3小时得到ZnFe2O4/ZnO双层异质结构；研磨粉末配置成浓度为3 mg/mL的水溶液。
实施例6 ZnFe2O4/ZnO复合材料的制备：
室温下将5 mmol醋酸锌二水合物 (Zn(CH3COO)2·2H2O) 和0.2 mmol的柠檬酸三钠二水合物 (Na3C6H5O7·2H2O) 加入200 ml去离子水中；然后向上述溶液中加入2 ml氨水(水中NH3含量为30%)；充分混合后，透明溶液转移到三口烧瓶中，60oC加热40分钟；反应结束后，收集白色产物，离心洗涤几次，在60oC真空干燥制得ZnO中空微球；
将60 mg已合成的ZnO分散到47 ml的去离子水中超声溶解,然后加入3 mL的FeSO4溶液 (0.1 M) 搅拌5分钟后, 离心收集悬浮液，用乙醇和去离子水清洗几次60 oC真空干燥；最后600 oC煅烧3小时得到ZnFe2O4/ZnO双层异质结构；研磨粉末配置成浓度为6 mg/mL的水溶液。
实施例7 SiO2/PDA-Ag NPs-PCT溶液的制备：
8 mmol二氧化硅与8 mmol盐酸多巴胺溶解在40 ml 三羟甲基氨基甲烷（10 mM，PH= 8.5）中，在常温下搅拌过夜后，离心分离，并用超纯水和无水乙醇洗涤，然后在真空中于35oC干燥制得SiO2/PDA粉末；将3 wt%的氨水逐渐加入到10 mg/mL AgNO3溶液中，得到银氨溶液作为Ag NPs前驱液后；将50 mg SiO2/PDA粉末溶解于40 mL以上的溶液中，室温下黑暗中连续搅拌所得SiO2/PDA-Ag NPs溶液；将5 mg SiO2/PDA-Ag NPs溶入1 mL PBS（pH = 7.4）中，然后加入1 mg/mL的PCT标准溶液，并用磷酸盐缓冲液稀释。
实施例8 SiO2/PDA-Ag NPs-PCT溶液的制备：
4 mmol二氧化硅与4 mmol盐酸多巴胺溶解在40 ml 三羟甲基氨基甲烷（10 mM，PH= 8.5）中，在常温下搅拌过夜后，离心分离，并用超纯水和无水乙醇洗涤，然后在真空中于35oC干燥制得SiO2/PDA粉末；将5 wt%的氨水逐渐加入到10 mg/mL AgNO3溶液中，得到银氨溶液作为Ag NPs前驱液后；将60 mg SiO2/PDA粉末溶解于40 mL以上的溶液中，室温下黑暗中连续搅拌所得SiO2/PDA-Ag NPs溶液；将6 mg SiO2/PDA-Ag NPs溶入1 mL PBS（pH = 7.4）中，然后加入1 mg/mL的PCT标准溶液，并用磷酸盐缓冲液稀释。
实施例9 SiO2/PDA-Ag NPs-PCT溶液的制备：
6 mmol二氧化硅与6 mmol盐酸多巴胺溶解在40 ml 三羟甲基氨基甲烷（10 mM，PH= 8.5）中，在常温下搅拌过夜后，离心分离，并用超纯水和无水乙醇洗涤，然后在真空中于35 oC干燥制得SiO2/PDA粉末;将2 wt%的氨水逐渐加入到10 mg/mL AgNO3溶液中，得到银氨溶液作为Ag NPs前驱液后；将80 mg SiO2/PDA粉末溶解于40 mL以上的溶液中，室温下黑暗中连续搅拌所得SiO2/PDA-Ag NPs溶液；将3 mg SiO2/PDA-Ag NPs溶入1 mL PBS（pH = 7.4）中，然后加入1 mg/mL的PCT标准溶液，并用磷酸盐缓冲液稀释。
实施例10 PCT的检测：
（1）使用电化学工作站以三电极体系进行测试，饱和甘汞电极为参比电极，铂丝电极为辅助电极，制备的ITO修饰电极为工作电极，在15 mL、pH 为5.5的溶有浓度为0.1 mol/L的抗坏血酸的PBS缓冲溶液中进行测试；
（2）用时间-电流法对标记及未标记PCT混合标准溶液进行检测，设置电压为0 V，运行时间120 s，光源波长为400 nm；
（3）电极放置好之后，每隔20 s开灯持续照射20 s，记录光电流，绘制工作曲线；
（4）用待测的PCT样品溶液代替未标记PCT标准溶液进行检测。
实施例11 PCT的检测：
（1）使用电化学工作站以三电极体系进行测试，饱和甘汞电极为参比电极，铂丝电极为辅助电极，制备的ITO修饰电极为工作电极，在15 mL、pH 为7.4的溶有浓度为0.2 mol/L的抗坏血酸的PBS缓冲溶液中进行测试；
（2）用时间-电流法对标记及未标记PCT混合标准溶液进行检测，设置电压为0 V，运行时间120 s，光源波长为450 nm；
（3）电极放置好之后，每隔20 s开灯持续照射20 s，记录光电流，绘制工作曲线；
（4）用待测的PCT样品溶液代替未标记PCT标准溶液进行检测。
实施例12 PCT的检测：
（1）使用电化学工作站以三电极体系进行测试，饱和甘汞电极为参比电极，铂丝电极为辅助电极，制备的ITO修饰电极为工作电极，在15 mL、pH 为8.0的溶有浓度为1.5 mol/L的抗坏血酸的PBS缓冲溶液中进行测试；
（2）用时间-电流法对标记及未标记PCT混合标准溶液进行检测，设置电压为0 V，运行时间120 s，光源波长为500 nm；
（3）电极放置好之后，每隔20 s开灯持续照射20 s，记录光电流，绘制工作曲线；
（4）用待测的PCT样品溶液代替未标记PCT标准溶液进行检测。

Claims (8)

1.一种基于尖晶石型锌铁氧体的竞争型光电化学免疫传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将ITO导电玻璃切割成2.5×1.0 cm2，依次用去污粉、丙酮、乙醇和超纯水超声清洗0.5 h，氮气下吹干；
2）取6 µL、1 ~ 6 mg/mL的双壳异质结构的尖晶石型锌铁氧体@氧化锌ZnFe2O4@ZnO溶液滴加到ITO导电玻璃的导电面，室温下晾干；
3）将步骤2）得到的电极在浓度为1% ~ 5%的氯金酸溶液中以-0.2 V电镀30 s，在电极表面沉积金纳米粒子Au NPs；
4）在修饰电极表面滴加浓度为1 µg/mL的降钙素原PCT抗体溶液，4 oC下孵化1 h后超纯水清洗，自然晾至湿润薄膜状态；
5）滴加6 µL、质量分数为1% ~ 3%的牛血清白蛋白溶液于修饰电极表面，0.5 h后用超纯水冲洗电极表面，4 oC冰箱中晾至湿润薄膜状态；
6）将固定浓度的二氧化硅/聚多巴胺-银纳米微粒缀连PCT，即SiO2/PDA-Ag NPs-PCT，的标准溶液与不同浓度未标记PCT混合，获得混合溶液，滴加6 µL所述混合溶液至步骤5）得到的电极表面，4 ℃恒温孵化4 h后超纯水冲洗电极表面制得工作电极。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，浓度为1μg/mL的PCT抗体溶液为从南京金斯瑞生物科技有限公司购得的1 mg/mL的PCT抗体溶液用磷酸盐缓冲液稀释得到。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，SiO2/PDA-Ag NPs-PCT的标准溶液为，将3~ 6 mg SiO2/PDA-Ag NPs溶入1 mL pH = 7.4的 PBS中，然后加入从南京金斯瑞生物科技有限公司购得的1 mg/mL的PCT标准溶液，并用磷酸盐缓冲液稀释。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，磷酸盐缓冲液为用0.1 mol/L的磷酸氢二钠溶液与0.1 mol/L的磷酸二氢钾混合制得，并且调制其酸碱度为7.4。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，SiO2/PDA-Ag NPs为将1 wt% ~ 5 wt%的氨水逐渐加入到10 mg/mL AgNO3溶液中，得到银氨溶液作为Ag NPs前驱液后；将50 mg ~80 mg SiO2/PDA粉末溶解于40 mL以上的前驱液中，室温下黑暗中连续搅拌所得。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，SiO2/PDA粉末为二氧化硅与盐酸多巴胺按1:1比例溶解在10 mM、pH = 8.5的三羟甲基氨基甲烷中，在常温下搅拌过夜后，离心分离，并用超纯水和无水乙醇洗涤，然后在真空中于35oC干燥所制得。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，ZnFe2O4@ZnO溶液制备步骤如下：
室温下将1 ~ 5 mmol醋酸锌二水合物和0.1 ~ 1 mmol的柠檬酸三钠二水合物加入200ml去离子水中；然后向上述溶液中加入1 ~ 9 mL氨水；充分混合后，透明溶液转移到三口烧瓶中，60~100oC加热40分钟；反应结束后，收集白色产物，离心洗涤几次，在60oC真空干燥制得ZnO中空微球；
将40 ~ 60 mg已合成的ZnO分散到47 mL的去离子水中超声溶解，然后加入3 mL的0.1~ 0.5 M FeSO4溶液搅拌5分钟后 离心收集悬浮液，用乙醇和去离子水清洗几次60oC真空干燥；最后，500 ~ 600oC煅烧3小时得到ZnFe2O4@ZnO双层异质结构；研磨粉末配置成浓度为1~ 6 mg/mL的水溶液。
8.如权利要求1所述的制备方法制备的一种基于尖晶石型锌铁氧体的竞争型光电化学免疫传感器，用于PCT的检测，其特征在于，检测步骤如下：
1）使用电化学工作站以三电极体系进行测试，饱和甘汞电极为参比电极，铂丝电极为辅助电极，修饰的ITO电极为工作电极，在15 mL、pH 为5.0 ~ 8.5的溶有浓度为0.05 ~0.25 mol/L的抗坏血酸的磷酸盐缓冲溶液中进行测试；
2）用时间-电流法对PCT标准溶液进行检测，设置电压为0 V，运行时间120 s，光源波长为400 ~ 500 nm；
3）电极放置好之后，每隔20 s开灯持续照射20 s，记录光电流，绘制工作曲线；
4）用待测的PCT样品溶液代替PCT标准溶液进行检测。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114256364A (zh) * 2021-03-04 2022-03-29 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种自pn结半导体纳米材料作为红外光电探测器的应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4629513A (en) * 1984-03-27 1986-12-16 Basf Aktiengesellschaft Preparation of transparent golden yellow, thermally stable two-phase pigments of the general formula xZnO.ZnFe2 O4
CN104749225A (zh) * 2015-04-22 2015-07-01 吉林大学 ZnO/ZnFe2O4复合敏感材料、制备方法及在丙酮气体传感器中的应用
CN105839137A (zh) * 2015-01-15 2016-08-10 济南雷诺新能源科技有限公司 一种复合光阳极及其制备方法
CN109580583A (zh) * 2018-12-26 2019-04-05 华东师范大学 一种致密型表面增强拉曼光谱基底及其制备方法与应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4629513A (en) * 1984-03-27 1986-12-16 Basf Aktiengesellschaft Preparation of transparent golden yellow, thermally stable two-phase pigments of the general formula xZnO.ZnFe2 O4
CN105839137A (zh) * 2015-01-15 2016-08-10 济南雷诺新能源科技有限公司 一种复合光阳极及其制备方法
CN104749225A (zh) * 2015-04-22 2015-07-01 吉林大学 ZnO/ZnFe2O4复合敏感材料、制备方法及在丙酮气体传感器中的应用
CN109580583A (zh) * 2018-12-26 2019-04-05 华东师范大学 一种致密型表面增强拉曼光谱基底及其制备方法与应用

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Microwave-assisted preparation of ZnFe2O4-Ag/rGO nanocomposites for amplification signal detection of alpha-fetoprotein;Wu Mei 等;《Bioelectrochemistry》;20191130;第132卷;全文 *
Three-dimensional plasmonic photoanode of Au nanoparticles/ZnFe2O4 nanosheets coated onto ZnO nanotube arrays for photoelectrochemical production of hydrogen;Liu Limou 等;《Solar Energy Materials and Solar Cells》;20190321;第195卷;全文 *
Using SiO2/PDA-Ag NPs to dual-inhibited photoelectrochemical activity of CeO2-CdS composites fabricated a novel immunosensor for BNP ultrasensitive detection;Xu Rui 等;《Sensors and Actuators B: Chemical》;20180726;第274卷;全文 *
ZnFe_2O_4/ZnO/Ag异质结的制备及光催化性能研究;王宇航;《化学与生物工程》;20180905(第09期);全文 *
基于放大鲁米诺电致化学发光构建的夹心型超灵敏免疫传感器;周国清;《分析科学学报》;20131020(第05期);全文 *

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